YOLO下一步:输出预测boundingbox做进一步处理

本文介绍如何在YOLO目标检测后,通过修改源代码、记录输出并利用Python处理,来提取特定类别的边界框坐标,并对缺失检测的情况进行填充。

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对于我们使用yolo做一下research中的其他应用而言,最终目的肯定不是看看预测boundingbox就ok了。
具体对于我而言,就需要在得到boundingbox后再找出目标的局部信息。下面简单介绍一下如何完成。
1.修改源代码
在源代码image.c中找到draw_detections()函数,print出方框的位置即可,如下:
这里写图片描述
2.记录终端输出到文本文件
我这里使用的命令是| tee train_log.txt ,可参考:Linux中记录终端(Terminal)输出到文本文件
3.python进一步提取boundingbox并做简单处理
先看一眼输入数据(即上一步输出到文件中的数据):
这里写图片描述
可以看到有时候检测到有时候检测不到,这里我为了后面方便处理(这里我是要提取类别名为tip的box坐标并进行处理),简单处理了一下(已知每一帧有且只有一个tip,如果没有检测到则用相邻帧的坐标填充),并保存到新文件内。
代码如下:

把‘tip’的一行数据读入到dic中

i=0
d={}
with open('output_coordinate.txt') as f:
    for line in f.readlines():
        if 'Objects:' in line:
            i=i+1            
        if 'tip:' in line:
            d[i]=line.strip()

# print(i)
# print(d)
若某一帧中没有检测到tip,则默认为上一帧检测到的数据
d[1]=d[2]
for k in range(1, i+1):
    if not d.get(k):
        d[k]=d[k-1]
# print(d)
将tip数据分割为list
import re
for k, v in d.items():
    d[k]=re.split(r'\s+', v)
# print(d)
数组重组为dict格式
frames=[]
probs=[]
lx=[]
rx=[]
ly=[]
ry=[]

for k, v in d.items():
    frames.append(k)
    probs.append(v[1])
    lx.append(v[2])
    rx.append(v[3])
    ly.append(v[4])
    ry.append(v[5])

data = {'frames':frames,
        'probs':probs,
        'lx':lx,
        'rx':rx,
        'ly':ly,
        'ry':ry,}
数据存储到DataFrame
from pandas import Series, DataFrame

frames_num=1590

frame = DataFrame(data, columns = ['probs', 'lx', 'rx', 'ly', 'ry'], index = list(range(1, frames_num+1)))
frame.index.name = 'frames'
frame.columns.name = 'coordiante'
frame.head()
coordianteprobslxrxlyry
frames
136%559811247306
236%559811247306
337%559811247305
437%558810246305
537%557810245304

坐标数据保存到文本

with open('tip_coordinate.txt', 'w') as f:
    for j in range(frames_num):
        f.write(lx[j]+' '+ly[j]+' '+rx[j]+' '+ry[j]+'\n')  

最后处理的结果:
这里写图片描述

<think>嗯,用户想了解目标检测中的三个步骤:区域提议、分类判断回归预测。首先,我需要确保自己正确理解每个步骤的作用流程。然后,得用中文解释清楚,结构要清晰,可能分步骤说明。 用户提到的三个步骤其实是经典的目标检测框架,比如R-CNN系列。第一步是生成可能包含物体的候选框,也就是region proposal。这里可能需要解释什么是候选框,以及常见的生成方法,比如Selective Search或者EdgeBoxes,或者深度学习方法中的RPN。要说明这些方法如何高效地减少计算量,避免滑动窗口的暴力搜索。 接下来是分类器判断每个候选框是否有物体,以及类别概率。这里需要提到,传统方法可能用SVM,而现代方法如CNN。要强调分类器的作用是过滤掉背景区域,确定物体类别,给出置信度。可能还要提到可能存在的问题,比如多个框重叠,或者分类错误的情况。 最后一步是回归预测,调整候选框的位置大小,使其更精确。这里需要解释边界框回归的概念,比如调整中心坐标、宽度高度。可能要提到损失函数,如平滑L1损失,以及如何通过回归提升检测精度。 还要注意用户提到的格式要求,行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,并且用中文回答。需要检查LaTeX语法是否正确,例如积分例子里的括号是否正确闭合,是否有遗漏的$符号。 可能需要考虑用户的知识水平,是否需要更基础的解释,比如什么是bounding box,或者是否了解机器学习中的分类回归任务。但用户的问题看起来比较具体,可能已经有一定的基础,所以保持技术性但不过于晦涩。 另外,用户的问题提到了系统级指令,所以必须严格遵守格式要求,避免使用任何markdown,同时结构清晰,分点回答。需要确保每个步骤详细但不过于冗长,帮助用户逐步理解整个过程。 总结下来,回答应该分为三个主要部分,每个部分对应一个问题点,解释其目的、常用方法重要性。可能需要举例子或对比传统与现代方法的不同,比如从R-CNN到Faster R-CNN的演进,说明区域提议网络(RPN)如何整合到端到端训练中,提升效率准确率。 还要注意检查是否有技术细节错误,比如在回归预测中是否确实是调整坐标尺寸,常用的损失函数是否正确提及。确保每个环节逻辑连贯,解释清楚为什么需要这三个步骤,以及它们如何共同作用实现目标检测。</think>以下是对目标检测中"区域提议→分类判断→回归预测"三步骤的详细介绍: 1. **区域提议(Region Proposal)** - **目的**:快速生成可能包含物体的候选区域(bounding boxes),避免暴力遍历全图。 - **典型方法**: - 传统方法:使用Selective Search(颜色/纹理相似性合并超像素)、EdgeBoxes(边缘密度分析) - 深度学习方法:Faster R-CNN中的RPN(Region Proposal Network),通过滑动窗口预测物体位置 - **数学表示**:对输入图像$I$,生成候选框集合$B = \{b_i | b_i=(x,y,w,h)\}$,其中$(x,y)$为中心坐标,$(w,h)$为宽高 - **优势**:将候选框数量从百万级(滑动窗口)降至约2k个,显著降低计算量 2. **分类判断(Classification)** - **核心任务**: - 二分类:判断候选框是否包含物体(前景/背景) - 多分类:进一步识别物体类别(如车辆/行人/交通灯) - **实现方式**: - 传统方法:使用SVM分类器+HOG特征 - 深度学习方法:通过CNN输出类别概率分布$P(c|b_i)$ - **置信度计算**:对每个候选框输出置信度分数$s_i = \max(P(c|b_i))$,常配合非极大值抑制(NMS)去除重复框 3. **回归预测Bounding Box Regression)** - **优化目标**:微调候选框的位置尺寸,使其更贴合真实物体边界 - **数学建模**:学习变换参数$\Delta x, \Delta y, \Delta w, \Delta h$使得: $$ \begin{cases} \hat{x} = x + w \cdot \Delta x \\ \hat{y} = y + h \cdot \Delta y \\ \hat{w} = w \cdot e^{\Delta w} \\ \hat{h} = h \cdot e^{\Delta h} \end{cases} $$ - **损失函数**:通常使用平滑L1损失(Smooth L1 Loss): $$ L_{reg} = \sum_{i \in \{x,y,w,h\}} \text{smooth}_{L1}(t_i - v_i) $$ 其中$t_i$为预测偏移量,$v_i$为真实偏移量 **完整流程示例**(以Faster R-CNN为例): ``` 输入图像 → CNN特征提取 → RPN生成候选框 → ROI Pooling对齐特征 → 分类网络输出类别概率 → 回归网络修正框坐标 → NMS后处理 → 最终检测结果 ``` **关键改进方向**: - 速度优化:通过Anchor机制减少候选框生成计算量 - 精度提升:使用特征金字塔(FPN)处理多尺度物体 - 端到端训练:将区域提议与分类回归联合优化(如Mask R-CNN) 这三个步骤构成了现代目标检测系统的核心框架,在YOLO、SSD等模型中也能看到类似的逻辑结构,只是具体实现方式存在差异。
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